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黄剑芳，笔名氢剑，在福建省福州第一中学任教高中化学，中学高级教师，教学基本功扎实，有较强的学科整合能力，上课、说课、课件比赛均获过全国一等奖，多篇论文在《化学教育》、《化学教学》等刊物上发表，近年专注三维技术应用于物质结构的教学研究。兴趣广泛，喜爱登山、徒步、摄影、旅游，知识面广，授课风趣幽默，待人真诚，深受广大师生欢迎。
本文微视频时长9分钟39秒，结合三维虚拟模型演绎三个问题：第一，从立方最密堆积出发，通过填隙获得NaCl晶胞，分析了NaCl晶胞基本结构；第二，举例说明晶体结构数据分析的意义；第三，用三维虚拟技术动态表达了从NaCl晶胞到CaC2晶胞的拉伸过程。演示直观形象，讲解简明扼要，富有启发性。
许多金属（例如铜等）的晶体结构可看着等径圆球进行立方最密堆积形成，这种结构称为面心立方。在立方最密堆积结构中，有两种空隙：四面体空隙和八面体空隙。四面体空隙由一个顶角原子与三个面心原子围成，空隙数目为8，是面心立方原子数4的2倍；而八面体空隙由六个面心原子围成，空隙数目为4，与面心立方原子数4相同。NaCl的结构可看着大的Cl-离子按立方最密堆积排列，小的Na 填在八面体的空隙之中。这就不难理解晶胞中Na 数目就是八面体的空隙数，即4个，而Cl-数目即为面心立方原子数目，亦为4个，每个NaCl晶胞拥有4个“NaCl”微粒。与Na 紧邻的Cl-有6个，与Cl-紧邻的Na 有6个，即NaCl晶体的配位数为6，而与每个Cl-最近邻的Cl-为12个（观看虚拟模型的演示）。NaCl型的结构具有广泛性，已知有400多种组成比为1∶1的化合物采用这种结构型式，例如，碱金属卤化物与氢化物，碱土金属氧化物和硫化物等。 这些化合物晶体的结构数据，对了解物质的结构和性质有着重要的意义。例如：现在比较通用的有效离子半径，就是根据实验测定的离子晶体中离子间的接触距离数据进行推导的。例如配位数为6的NaCl晶胞中阴阳离子是紧密接触的，但阴离子之间接触不良，各位观看演示，所以晶胞参数是阴、阳离子核间距的2倍，这样可以计算某些离子半径，例如，由NaH的晶胞参数（a＝488pm）得知Na 与H-间的接触距离为244pm，已知Na 的半径为102pm（光学法测定），即可推知H-在NaH晶体中的半径为142pm。碱土金属氧化物MO主要由M2 和O2-之间的静电作用力结合而成。静电作用力和离子所带的电荷的乘积成正比，和离子间的接触距离成反比。对于碱土金属氧化物M2 和O2-都是2价化合物，离子所带电量相同，但M2 的半径由Mg2 →Ca2 →Sr2 →Ba2 依次增加，离子间的接触距离也依次增加。可以推断晶格能依次下降，离子键强度依次减弱，而熔点和硬度也将因而降低，实验结果完全符合这种推论。CaC2的结构可由NaCl结构出发，以Ca2 置换Na ，以C22-置换Cl-，即得到CaC2结构。C22-中C—C键长为120pm，C22-离子呈哑铃状，在三维空间键轴和Z轴平行，使晶胞沿Z轴方向被拉长，较X、Y轴方向为长，晶体的对称性降为四方晶系，晶胞参数为a＝550pm，c＝638pm（NaCl晶胞参数a＝562.779pm）。许多化合物与CaC2的结构同晶型，如CaO2、KO2等，根据晶胞参数与原子坐标，可推算O22-中O—O键长为149pm，O2-中O—O键长为128pm。 视频中的三维虚拟模型是氢剑采用互动式三维虚拟技术制作的。在相关插件支持下，用鼠标即可对结构模型进行随心所欲的平移、滚动、旋转、缩放、变形、增添或删除原子及触动预先设置的动画等操作，制作成视频是让诸位初步感受这种技术的优点——当然有了三维虚拟模型完全可以按自己的解读操控。
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